2顶级实验室《Science》“垃圾”DNA是宝

　　

生物通报道，一类非编码（Non-coding）的DNA分子（不表达蛋白质），曾经被认为是“垃圾”的DNA目前正成为遗传研究的新热点，“垃圾”DNA的真实含义早已变更，它仅仅是一个历史遗留的名称，实际上，“垃圾”DNA具有无与伦比的表达调控功能，2所顶级学府的2个独立团队在Science上发表关于垃圾DNA的最新研究进展，“垃圾”DNA实际上是促成我们人类的关键调控因子。

 

有评论认为，“垃圾”DNA实际上是shape who we are的DNA序列，所以说现在科学家们更愿意称“垃圾”DNA为“非编码DNA”。所谓的垃圾DNA占据人类基因组98%的容量，这也是原来被误以为是垃圾DNA的原因。

 

来自耶鲁大学和Wellcome Trust Genome Campus的两位科学家带领的研究团队发现，从统计学意义上来说，人与人之间的基因有99%的相似性，但是，每个个体的非编码DNA却有着显著的差异。这也就是为何我们的基因组大体上相似，却每个人都不一样，也可以说，非编码DNA促使每个人都变得独一无二。

 

耶鲁大学

Michael Snyder教授（目前已跳槽去斯坦福大学）带领的耶鲁大学的研究团队，在Science上发表文章Variation in Transcription Factor Binding Among Humans；同天Ewan Birney教授带领的Wellcome Trust Genome Campus的研究团队，在Science上发表文章Heritable Individual-Specific and Allele-Specific Chromatin Signatures in Humans。

 

Michael Snyder教授的研究团队发现，转录因子蛋白粘附在非编码DNA的伸长链上，影响着临近的基因生产蛋白质，在不同人群基因组的不同位置发挥作用。人体中存在成百上千种不同的转录因子，目前Snyder教授的研究团队以2种转录因子为代表进行前驱性的研究，这2种转录因子分别是NF-kappa-B和Pol-Ⅱ。

 

Snyder研究团队分析了2种转录因子在不同个体包括人类与猩猩基因组上的结合模式，结果发现，NF-kappa-B的结合模式有75%的相似性，余下的25%存在极大的差异，Pol-Ⅱ的结合模式有92.5%的相似性，余下的7.5%存在极大差异。

 

Snyder研究小组对这些差异进行了功能上的研究，分析发现，转录因子在非编码DNA上的差异性的结合模式影响周围基因的表达，不仅与个体的独特性有关，与个体的疾病发生率也有很大关联，比如说，阿尔茨海默病、糖尿病、类风湿性关节炎和其他疾病。

 

Snyder估计，这些差异不仅与疾病发生有关，与基因突变率也有关。

 

 Wellcome Trust Genome Campus

Ewan Birney带领的研究团队则对转录因子在不同个体中作用模式的差异性产生的原因进行了分析。

 

Ewan Birney是欧洲生物信息研究所的遗传学家，他们这次选择了2个家庭来做对比分析。

 

研究发现，遗传继承的非编码DNA序列（周围的基因没有发生变异）将促使转录因子的结合位点保持与亲代一致。

 

一旦非编码DNA发生变异，即便有时候是单个核苷酸发生改变都可能导致基因组的结构发生变化，导致某些DNA记忆单位缺失或是重复。这些缺失或是重复的变化最终导致疾病的发生，如阿尔茨海默病和肥胖症。

 

加州大学的一场学家Kelly Frazer表示，这些新的研究解释了某些疾病发生的机制 ，比如说，我们常常去寻找一些疾病风险基因，但结果往往是，一些提高疾病风险的变异不存在于基因上，而是离基因很远。比如说，心肌梗塞患者60%以上的变异不在某个基因上，而是在非编码DNA上。

 

这些新的发现给疾病的研究带来新的视野。

（生物通 张欢）

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生物通推荐原文检索

1、“Heritable Individual-Specific and Allele-Specific Chromatin Signatures in Humans”（Published Online March 18, 2010；Science DOI: 10.1126/science.1184655）

 

2、“Variation in Transcription Factor Binding Among Humans”（Published Online March 18, 2010；Science DOI: 10.1126/science.1183621）